배관용 강관 (Pipe)
재료의 종류, 강도 표시예
| 물림식관이음쇠 용 정밀탄소강 강관 |
배관용 탄소강 강관 |
압력 배관용 탄소강 강관 |
고압 배관용 탄소강 강관 |
기계 구조용 탄소강 강관 |
|
| 재료기호 | STPS2 | SPP | SPPS-38 | SPPH-38 | STKM-13A |
| 제조방법 | 냉간가공 이음매 없는 강관 |
전기저항 용접강관 |
열간 가공 이음매 없는 강관 | ||
| 인장강도 (kgf/mm^2) |
45 이상 | 30 이상 | 38 이상 | 38 이상 | 38 이상 |
| 항복점 (kgf/mm^2) |
18 이상 | - | 22 이상 | 22 이상 | 22 이상 |
| 표시예 | 재료기호- 외경x두께 |
호칭x재료기호 | 호칭x스케쥴번호 | 호칭x두께 (x재료기호) |
|
| STPS2-6x1.5 | 1/2BxSPP 15AxSPP |
1/2BxSch80 15AxSch80 |
2BxSch160 50AxSch160 |
3Bx14.0t 80Ax14.0t |
|
| 사용개소 | 물림관식이음용 (21MPa이하) |
저압(1MPa이하) 배관용(흡입배관 도 포함) |
고압배관용 | ||
| Sch80용 (두께 : 소) |
Sch80용 (두께 : 중) |
STKM- 13A용 (두께 : 대) |
|||
배관재료는 위 표의 재료 이외에 스테인레스, 알루미늄, 구리등도 사용하고 있으며, 펌프 흡입 배관 및 복귀 배관은 저압용 배관재를 사용하고, 펌프 토출측의 배관재는 고압 배관재를 사용한다.
강관 허용압력 계산식
P = (δw/λ) × (K^2-1)/(K^2+1) (kg/㎠)
여기서 δw : 강관 허용압력 SGP 일 때 3,000kg/㎠ 그 이외는 3,800kg/㎠ , λ : 안전율 , K : 내외경비=외경/내경
강관 중량 계산식
W = 0.02466t (D-t) (kg/m)
여기서 t : 강관 두께 , D : 강관 외경
스텐레스 강관(Stainless Pipe)
해수에 의한 관의 부식을 방지하기 위하여 스텐레스 스틸을 사용하는 경우가 있다. 이때에는 아래와 같이 강관보다도 강도가 좋기 때문에 위에 있는 표를 그대로 사용해도 된다.
강관 : SPPH, SPPS, STKM - 인장강도 : 38kgf/㎟
스텐레스관 : SUS 304TP - 인장강도 : 53kgf/㎟
최소 곡률반경(R)
곡률반경이 작게 되면 두께가 얇게 되어 강도가 문제가 되고 횡단면이 타원형을 되어 개구면적이 작아지는 등 좋지 않은 문제가 생긴다.
배관크기 선정
순서
- 관내 유량을 확인한다.
- 아래의 관내유속을 사용개소에 따라 결정한다.
- 관내유량과 관내유속에 의하여 관의 개구면적을 산출한다.
- 산출된 이 내부단면적과 사용압력등 양자를 만족시키는 배관사양을 구한다.
관내유속의 선택
흡입라인(탱크→펌프의 배관)
0.6m/sec - 피스톤펌프
0.7m/sec - 베인펌프
0.8m/sec - 기어펌프
단, 유면에 대한 펌프의 높이, 기름의 점도, 기름의 종류에 따른 비중, 배관의 길이 등은 별도의 고려를 한다.
프리필 밸브의 흡입라인(탱크→프리필 밸브의 배관)
0.8m/sec
탱크 귀환라인(밸브→탱크의 배관)
2m/sec : 70kg/㎠ 이하의 저압사용(공작기계 등) 및 50m를 초과하는 긴 배관의 경우(선박관계 등)
4m/sec : 그외에 일반적인 탱크 귀환라인
압력라인, 파일럿라인
2m/sec : 70kgf/㎠ 이하의 저압사용(공작기계 등) 및 50m를 초과하는 긴 배관의 경우
4m/sec : 그외에 일반적 압력라인과 파일럿라인
7m/sec : 배관이 10m보다도 짧은 유압회로의 경우.
유량 계산식
A = (Q)/(6V) (㎠)
여기서 A : 관의 내부단면적(㎠) , Q : 관내유량(L/min) , V : 관내유속(m/sec)
필터(Filter)
유압회로에서 필터 기능의 첫째는 회로중에 혼입되거나 내부에서 발생하는 오염물질(먼지, 쇳가루)을 기름으로부터 분리, 제거하여 기름이 필요한 청정도를 갖도록 유지하여 트러블에 의한 사고나 유압기기의 손상을 방지하는 것이다.
따라서 적정한 필터으 선정과 올바른 사용에 의하여 유압회로 트러블에 의한 사고 원인의 상당히 많은 부분은 해소할 수 있다.
특히 최근의 유압기술은 고압화, 고속화, 고정밀화의 경향이 강하여 종래 유압회로의 부속부품으로 취급되어온 필터가 주요 구성기기로서 주목되게 되었다.
유압회로 오염의 영향에 관한 그 대표적인 사례를 들면 아래와 같다.
- 고체 미립자에 의하여 습동면이 손상되어 마모가 촉진된다.
누설유 증대, 성능저하
- 단일입자 또는 이들의 집합체에 의하여 오리피스가 막힌다.
성능 및 응답저하, 오동작
- 가느다란 미립자가 가득차서 습동부가 고착현상을 일으킨다.
조작력증대, 오동작
- 밸브시트의 사이에 먼지나 금속분이 들어차서 시트를 손상시킨다.
누설유증대, 오동작, 성능저하
- 오염물질에 의하여 작동유의 열화가 촉진된다. 특히 마모분과 수분의 혼재에 의한 열화가 심하다.
필터 엘레먼트 (Filter Element)
위에서도 언급한 것처럼 필터의 기능은 유체로부터 먼지나, 금속분등 오염물질을 제거하는 것이다. 이것은 오염물질을 거르는 다공성 필터 엘레먼트를 통하여 유체를 흐르게 함으로써 행해진다.
이러한 필터 엘레먼트는 일반적으로 2가지 종류로 나눠진다.
- 심층형(Depth type filter element)
다공질, 다층의 엘레먼트로 구성되어 있고 가격이 저가이고 압력강하가 크며 효율이 좋다.
- 표면형(Surface type filter element)
펠트, 종이, 수지 등의 재료로 된 엘레먼트로 압력강하가 적고, 청소가 용이하며, 온도 및 부식에 대한 강도가 크고,
고가이다.
※ 메시(Mesh)와 미크론(μm)의 관계
- 메시 : 1인이 안의 그물의 수
- 미크론 : 그물코의 크기 또는 입자의 크기
필터의 종류와 적용용도
| 필터명 | 적용용도 |
| 스트레이너 (Strainer) |
탱크내부의 유면속에 설치하여 펌프의 흡입배관에 접속. 펌프 토출량의 약 2배 이상의 큰용량으로 선정하여 그물망의 막힘이나 캐비테이션 방지를 하여야 한다. |
| 흡입필터 (Suction Filter) |
스트레이너와 같은 엘레먼트를 넣을 수 있는 케이스를 탱크 외부에 부 착하여 펌프의 흡입배관에 설치하여 사용. |
| 라인필터 (Line Filter) |
펌프 토출배관상에 정밀밸브(예, 서보밸브 등)를 사용시에 사용하는 고압용 필터. |
| 리턴필터 (Return Filter) |
펌프에서 토출된 작동유가 회로내의 각종 제어밸브 및 실린더 등을 구동 시킨 후의 사용된 작동유를 탱크로 유입되기 바로전에 귀환배관상에 부착 사용. |
| 에어브리더 (Air Breather) |
오일 탱크의 상판에 설치하는 것으로 탱크내에 주유구 역할과 공기중 의 먼지가 탱크내로 혼입되는 것을 방지하는 목적으로 사용하며 엘레 먼트는 보통 10μ용을 사용한다. |
유압 라인에 따른 여과 정도
펌프 흡입라인 여과
보통 유압기기 카탈로그에 이에 관한 사항을 표시하고 있으며, 경험적으로 아래를 참조하면 좋다.
- 7MPa 압력으로 운전되는 베인펌프나 기어펌프는 75μ 필터.
- 14MPa 이상의 회로압에는 25μ 필터.
압력라인 여과
시스템 내에 있는 기기들중에는 펌프보다 더 중요하게 보호되어야 하는 서보밸브와 같은 예민한 기기들도 있으며, 작동유에 함유된 유압 펌프와 배관 관로내에서 생긴 미립자들에 의하여 유압기기들이 해를 입어 트러블을 일으킬 수도 있다.
따라서, 시스템내에 있는 정밀한 기기를 특별히 보호하기 위하여 압력필터가 필요하다.
압력필터는 시스템의 압력측에 있으므로 압력강하를 별로 일으키지 않고 매우 미세한것도 여과할 수있다. 그러나 압력강하나 서지압 또는 유속이 커지면 오염 물질들이 엘레먼트를 통과하여 엘레먼트가 손상을 입을 수도 있다. 따라서 압력라인에서의 유속은 대략 15m/sec 이하여야 한다.
귀환라인 여과
압력이 2MPa 이하인 시스템에 사용되는 저압필터가 적용되며, 회로에서 유압탱크의 바로 앞에 설치되어진다.
따라서 귀환 라인필터는 실린더나 액튜에이터 등에서 나오는 전량의 기름을 받아들일 수 있어야 한다. 기름량을 계산하기 어려운 경우 일반적으로 적용 유압펌프 용량의 2배정도 크기로 선정한다. 귀환라인 필터의 통과유량 속도는 8m/sec이하가 권장된다. 이 속도는 탱크의 바닥에 있는 이물질을 교란시키지 않고 기름 탱크내에 공기가 흡입되지 않게 하기 위함이다.
탱크속의 복귀배관 말단에 디퓨저(Diffuser)를 부착하게 되면 탱크내부로 작동유가 유입되면서 발생하게 되는 와류, 거품, 소음 등을 제거하는 효과가 있다.
댓글